[发明专利]一种基于双频共轭处理的InISAR成像方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于双频共轭处理的InISAR（Interferemetric Inverse Synthetic Aperture Radar）成像方法，用于获取目标的真实几何尺寸和真实空间位置，属于雷达成像和雷达信号处理技术领域。

背景技术

逆合成孔径雷达（Inverse Synthetic Aperture Radar，ISAR）通过发射宽带信号得到距离向分辨率，利用雷达与目标之间的相对运动形成合成孔径，通过信号处理技术获取多普勒维分辨率，从而获得目标图像。ISAR是对运动目标成像的主要雷达体制，从其诞生起人们即认识到了ISAR成像在天文观测、战术武器、战略防御等方面具有重要应用价值。

随着应用需求的不断增长，传统单天线ISAR成像技术的缺陷也逐渐体现。一方面，ISAR获取目标图像主要是在距离-多普勒域，不能得到目标在横向的空间尺寸信息；另一方面，单天线ISAR图像不能提供目标在波束内的偏角信息，即不能实现目标方位向定位。为此需考虑使用多天线的InISAR系统解决相关问题。

在雷达干涉测角技术的基础上，随着InSAR（干涉合成孔径孔径雷达）技术的发展，InISAR技术的研究工作也得到了广泛的重视。1996年，Soumekh M.在Automatic aircraft landing using interferometric inverse synthetic aperture radar imaging一文中首次提出了一种用于ISAR图像通过干涉技术检测飞机降落时微小倾角的InISAR方法，随后各种关于InISAR技术的研究在世界范围内展开。2000年前后，美国Delaware大学的Wang Genyuan和海军研究实验室的Victor C.Chen等人研究了利用形成垂直基线的三副天线对目标进行三维成像的方法（参见：Wang G,Xia X-G,Chen V C.Three-dimensional ISAR imaging of maneuvering targets using three receivers[J].Image Processing,IEEE Transactions on,2001）。随着InISAR三维成像技术的发展，针对运动目标三维运动参数估计、高精度成像等实际应用需求的研究也逐步深入，一系列期刊会议中报道了相关的研究进展。参见以下文献：

[1]Zhang Q,Yeo T S,Du G,et al.Estimation of three-dimensional motion parameters in interferometric ISAR imaging[J].Geoscience and Remote Sensing,IEEE Transactions on,2004,42(2):292-300.

[2]Zhang Q,Yeo T S.Three-dimensional SAR imaging of a ground moving target using the InISAR technique[J].Geoscience and Remote Sensing,IEEE Transactions on,2004,42(9):1818-1828.

[3]Given J A,Schmidt W R.Generalized ISAR-part II:interferometric techniques for three-dimensional location of scatterers[J].Image Processing,IEEE Transactions on,2005

[4]尹建凤,李道京,吴一戎.基于星载毫米波雷达的空间目标探测与成像[J].宇航学报,2007,28(6):6.

为了获取目标的横向空间尺度信息，清华大学CN101498788号专利公开了一种逆合成孔径雷达的目标转角估计和横向定标方法，该方法利用分段成像结果对散射中心进行优化组合估计目标相对雷达的转动速度和相干转角，从而确定图像的横向尺度。该方法优点是没有采用干涉原理，接收通道少系统简单。缺点是需要在短时间数据下对目标成像，因此对回波信噪比要求较高；没有解决目标定位的问题，不能确定目标在雷达波束内的绝对位置。